RU2123635C1 - Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes - Google Patents
Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123635C1 RU2123635C1 RU97108009A RU97108009A RU2123635C1 RU 2123635 C1 RU2123635 C1 RU 2123635C1 RU 97108009 A RU97108009 A RU 97108009A RU 97108009 A RU97108009 A RU 97108009A RU 2123635 C1 RU2123635 C1 RU 2123635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- generator
- fuel
- gas generator
- burner
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Abstract
Description
Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию и может быть использовано для газификации растительной биомассы, преимущественно сельскохозяйственных отходов, таких как лузга семян подсолнечника, кочерыжка кукурузы, а также щепы, коры, опилок, торфа, с последующим сжиганием полученного генераторного газа в топочных камерах. The invention relates to energy-technological equipment and can be used for gasification of plant biomass, mainly agricultural waste, such as husk of sunflower seeds, corn cobs, as well as wood chips, bark, sawdust, peat, followed by burning of the resulting generator gas in combustion chambers.
Известна энерготехнологическая установка, содержащая газогенератор с закалочной шлаковой камерой и котел с топкой, при этом установка снабжена трубопроводом с регулирующим клапаном, вход которого подсоединен к закалочной шлаковой камере, а выход - к топке котла [1]. К недостаткам известной установки относится то, что в процессе работы вместе с отводимым газом из газогенератора происходит вынос большого количества несгоревших мелких частиц, что отрицательно сказывается на работе котла. Known energy-technology installation containing a gas generator with a hardening slag chamber and a boiler with a furnace, the installation is equipped with a pipeline with a control valve, the input of which is connected to the hardening slag chamber, and the output to the furnace of the boiler [1]. The disadvantages of the known installation include the fact that during operation, along with the exhaust gas from the gas generator, a large amount of unburnt small particles is removed, which negatively affects the operation of the boiler.
Известна энерготехнологическая установка, содержащая газогенератор слоевого типа, котел с топочной камерой, трубопровод подачи генераторного газа из газогенератора к горелке топочной камеры котла, трубопроводы подачи воздуха в газогенератор и в топочную камеру котла, трубопровод подачи водяного пара в газогенератор [2]. Known energy-technology installation containing a layer-type gas generator, a boiler with a combustion chamber, a pipeline for supplying generator gas from a gas generator to a burner of a furnace of a boiler, pipelines for supplying air to a gas generator and a furnace of a boiler, a pipeline for supplying water vapor to a gas generator [2].
Известен газогенератор слоевого типа, содержащий газоплотный корпус с размещенными в верхней его части патрубком отвода газа и узлом загрузки твердого топлива, включающим приемный бункер и подающий питатель с приводом, размещенную в нижней части газогенератора вращающуюся колосниковую решетку, устройство для выгрузки золы, средства подвода в газогенератор дутьевого воздуха и водяного пара [2]. Known gas generator of a layered type, comprising a gas-tight housing with a gas outlet pipe located in its upper part and a solid fuel loading unit, including a receiving hopper and a feeding feeder with a drive, a rotating grate located in the lower part of the gas generator, a device for unloading ash, means for supplying gas to the gas generator blast air and water vapor [2].
В известной установке генераторный газ, транспортируемый к горелке топочной камеры, содержит пары смолы, пирогенной влаги, пылевидные частицы, что оказывает неблагоприятное воздействие на элементы запорной арматуры, устанавливаемой на газопроводе, снижая надежность их в работе, особенно в случаях, когда необходимо быстрое отключение газогенератора от котла. In the known installation, the generator gas transported to the burner of the combustion chamber contains vapors of resin, pyrogenic moisture, dust particles, which adversely affects the elements of the shutoff valves installed on the gas pipeline, reducing their reliability, especially in cases where a quick shutdown of the gas generator is necessary from the boiler.
В известном газогенераторе в процессе термической переработки твердого топлива в генераторный газ, часть топлива в виде мелких частиц, находящихся в верхнем слое, захватывается генераторным газом и уносится в топку котла, что отрицательно сказывается на его работе. Кроме того, при загрузке топлива в газогенератор, находящийся под избыточным давлением, происходит утечка генераторного газа в окружающую среду через узел загрузки топлива. In the known gas generator in the process of thermal processing of solid fuel into generator gas, part of the fuel in the form of small particles located in the upper layer is captured by the generator gas and carried away into the boiler furnace, which negatively affects its operation. In addition, when loading fuel into a gas generator that is under overpressure, the generator gas leaks into the environment through the fuel loading unit.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и безопасности работы энерготехнологической установки, а также повышение эффективности работы газогенератора путем обеспечения более полной термической переработки топлива в газогенераторе и исключения утечек генераторного газа в процессе загрузки газогенератора топливом. The objective of the present invention is to increase the reliability and safety of the power plant, as well as improving the efficiency of the gas generator by providing a more complete thermal processing of fuel in the gas generator and eliminating leakage of generator gas in the process of loading the gas generator with fuel.
Поставленная задача решается тем, что в энерготехнологической установке, включающей газогенератор слоевого типа, котел с топочной камерой и горелкой для сжигания генераторного газа, трубопровод подачи генераторного газа к горелке, трубопроводы подачи воздуха в газогенератор и в горелку, трубопровод подачи водяного пара в газогенератор, трубопровод подачи генераторного газа в горелку снабжен клапаном-отсекателем, а трубопровод подачи водяного пара в газогенератор снабжен электромагнитным клапаном и подсоединен дополнительным трубопроводом к трубопроводу подачи генераторного газа после клапана-отсекателя, при этом дополнительный трубопровод выполнен с ответвлением, подсоединенным к трубопроводу подачи генераторного газа, на дополнительном трубопроводе и его ответвлении установлены электромагнитные клапаны, а в ответвлении дополнительного трубопровода между электромагнитным клапаном и местом соединения с трубопроводом подачи генераторного газа установлена разрывная мембрана. The problem is solved in that in an energy-technology installation that includes a layer-type gas generator, a boiler with a combustion chamber and a burner for burning generator gas, a generator gas supply pipe to the burner, air supply pipes to the gas generator and burner, a water vapor supply pipe to the gas generator, a pipeline the generator gas supply to the burner is equipped with a shut-off valve, and the water vapor supply pipe to the gas generator is equipped with an electromagnetic valve and an additional pipe is connected a line to the supply pipe of the generator gas after the shut-off valve, while the additional pipe is made with a branch connected to the pipe of the supply of generator gas, solenoid valves are installed on the additional pipe and its branch, and in the branch of the additional pipe between the electromagnetic valve and the connection to the supply pipe generator gas installed bursting disc.
Кроме того, трубопроводы подачи воздуха в газогенератор и к горелке для сгорания генераторного газа снабжены регулировочными задвижками, функционально связанными между собой и с электромагнитными клапанами, установленными на дополнительном трубопроводе и его ответвлении. In addition, the pipelines for supplying air to the gas generator and to the burner for burning the generator gas are equipped with control valves that are functionally interconnected and with electromagnetic valves installed on the additional pipeline and its branch.
Кроме того, горелка для сжигания генераторного газа размещена в топочной камере под штатными горелками, подключенными к источнику жидкого, или пылевидного, или газообразного топлива. In addition, a burner for burning generator gas is located in the combustion chamber under standard burners connected to a source of liquid, or pulverulent, or gaseous fuel.
Поставленная задача решается также тем, что в газогенераторе слоевого типа, содержащем герметичный корпус, размещенные в верхней части корпуса патрубок отвода газа и узел загрузки топлива, включающий приемный бункер и винтовой питатель с приводом, размещенную в нижней части корпуса колосниковую решетку, установленную с возможностью вращения, устройство для выгрузки и сбора золы, размещенное под колосниковой решеткой, средства подвода в газогенератор дутьевого воздуха и водяного пара, винтовой питатель выполнен с цилиндрической заборной и конической напорной частями, причем шаг витков в заборной части составляет 0,8 диаметра витков заборной части, напорная часть выполнена из трех витков с переменным плавно уменьшающимся в сторону выходного отверстия питателя шагом, составляющим соответственно 0,7; 0,6 и 0,5 диаметра витков заборной части, и отношение транспортных площадей входа и выхода напорной части питателя составляет 2,3-2,5, при этом приемный бункер имеет форму лотка с разнесенными в вертикальной плоскости друг от друга входным и выходным отверстиями, а стенка бункера, расположенная под его входным отверстием, наклонена к плоскости входного отверстия питателя под углом, превышающим на 3-5o угол естественного откоса топлива, кроме того газогенератор в верхней части выполнен в форме усеченного конуса и снабжен датчиком уровня слоя топлива в нем, функционально связанным с приводом подающего питателя, причем минимально допустимая высота свободного пространства в газогенераторе между верхним уровнем слоя топлива и патрубком отвода газов определяется из соотношения H≥X, где H - высота свободной зоны между уровнем топлива и отверстием в патрубке для выхода генераторного газа, X - максимальная высота выброса частиц топлива из его слоя под воздействием генераторного газа,
где
W - средняя скорость газа над слоем топлива, м/с;
Wтн - начальная скорость частиц, м/с;
q - ускорение силы тяжести, м/с2;
γ - плотность газа, кг/м3;
ν - кинематическая вязкость газа, м2/с;
γT - кажущаяся плотность частиц, кг/м3;
dт - диаметр частиц, м.The problem is also solved by the fact that in a layer-type gas generator containing a sealed housing, a gas outlet pipe and a fuel loading unit located in the upper part of the housing, including a receiving hopper and a screw feeder with a drive, a grate installed in the lower part of the housing, mounted for rotation , a device for unloading and collecting ash placed under the grate, means for supplying blast air and water vapor to the gas generator, a screw feeder made with a cylindrical fence oh and conical pressure parts, with the step of turns in the intake part being 0.8 of the diameter of the turns of the intake part, the pressure part is made of three turns with a variable step gradually decreasing towards the outlet of the feeder, amounting to 0.7; 0.6 and 0.5 of the diameter of the turns of the intake part, and the ratio of the transport areas of the inlet and outlet of the pressure part of the feeder is 2.3-2.5, while the receiving hopper has the shape of a tray with inlet and outlet openings spaced apart in a vertical plane from each other and the wall of the hopper located under its inlet is inclined to the plane of the inlet of the feeder at an angle exceeding the angle of repose of the fuel by 3-5 ° , in addition, the gas generator in the upper part is made in the form of a truncated cone and is equipped with a top layer level sensor therein, functionally connected with the drive of the supplying feeder, the minimum permissible height of free space in the gas generator between the upper level of the fuel layer and the gas outlet pipe is determined from the relation H≥X, where H is the height of the free zone between the fuel level and the hole in the outlet pipe generator gas, X is the maximum height of the emission of fuel particles from its layer under the influence of generator gas,
Where
W is the average gas velocity above the fuel layer, m / s;
W tn - initial particle velocity, m / s;
q is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
γ — gas density, kg / m 3 ;
ν is the kinematic viscosity of the gas, m 2 / s;
γ T is the apparent density of particles, kg / m 3 ;
d t - particle diameter, m
На чертеже представлена схема энерготехнологической установки с газогенератором слоевого типа. The drawing shows a diagram of an energy-technology installation with a gas generator of a layer type.
Энерготехнологическая установка включает в себя газогенератор 1, сообщенный трубопроводом 2 с горелкой 3 топочной камеры 4 котла 5. В топочной камере 4 над горелкой 3 установлена горелка 6, соединенная трубопроводом 7 с источником подачи штатного топлива - жидкого, пылевидного, газообразного. Горелки 3, 6 подсоединены посредством трубопровода 8 к источнику подачи воздуха. The power plant includes a gas generator 1 connected by a pipeline 2 with a burner 3 of the combustion chamber 4 of the boiler 5. In the combustion chamber 4, a burner 6 is installed above the burner 3, connected by a pipeline 7 to a source of supply of regular fuel - liquid, dusty, gaseous. The burners 3, 6 are connected via a pipe 8 to the air supply source.
Газогенератор 1 содержит вертикально расположенный корпус 9 с герметично уплотненной камерой газификации 10, имеющий в верхней части форму усеченного конуса. Сверху на корпусе имеется патрубок 11, сообщенный трубопроводом 2 с горелкой 3 топочной камеры, и размещен узел загрузки топлива в газогенератор, включающий винтовой питатель 12 с приводом 13, приемный бункер 14, сообщенный скребковым транспортером 15 с промежуточным бункером 16, ворошитель топлива 17 с приводом 18. Винтовой питатель 12 имеет цилиндрическую заборную и коническую напорную части. Шаг витков в заборной части составляет 0,8 диаметра ее витков, напорная часть содержит 3 витка с переменным, плавно уменьшающимся в сторону выходного отверстия питателя шагом, составляющим соответственно 0,7; 0,6 и 0,5 диаметра витков заборной части. Отношение транспортных площадей входа и выхода напорной части питателя составляет 2,3-2,5. Приемный бункер 14 выполнен в виде лотка с разнесенными друг от друга в вертикальной плоскости входным 19 и выходным 20 отверстиями. Стенка 21 лотка, расположенная под входным отверстием 19, наклонена к плоскости входного отверстия 22 питателя под углом aльфа, на 3-5o превышающем угол естественного откоса используемого топлива.The gas generator 1 comprises a vertically located housing 9 with a hermetically sealed gasification chamber 10 having a truncated cone shape in the upper part. On top of the housing there is a pipe 11 connected by a pipe 2 with a burner 3 of the combustion chamber, and a fuel loading unit is placed in the gas generator, including a screw feeder 12 with a drive 13, a receiving hopper 14 communicated by a scraper conveyor 15 with an intermediate hopper 16, a fuel agitator 17 with a drive 18. The screw feeder 12 has a cylindrical intake and conical pressure parts. The step of the turns in the intake part is 0.8 of the diameter of its turns, the pressure part contains 3 turns with a variable gradually decreasing in the direction of the outlet of the feeder by a step of 0.7, respectively; 0.6 and 0.5 of the diameter of the turns of the intake part. The ratio of the transport areas of the inlet and outlet of the pressure part of the feeder is 2.3-2.5. The receiving hopper 14 is made in the form of a tray with inlet 19 and outlet 20 openings spaced apart from each other in a vertical plane. The wall 21 of the tray, located under the inlet 19, is inclined to the plane of the inlet 22 of the feeder at an angle alpha of 3-5 o exceeding the angle of repose of the fuel used.
Патрубок 1 сообщен трубопроводом 23 через регулируемую задвижку 24 с трубой 25 сброса газа из газогенератора. The pipe 1 is communicated by a pipe 23 through an adjustable valve 24 with a pipe 25 discharge gas from the gas generator.
В нижней половине газогенератора расположен фурменный пояс, включающий равномерно размещенные по окружности корпуса фурмы 26, соединенные трубопроводом 27 с воздуходувкой 28 и трубопроводом 29 с источником подачи водяного пара давлением 3 атм. Трубопроводы 27, 29 снабжены регулировочной задвижкой 30 и электромагнитным клапаном 31 соответственно. A tuyere belt is located in the lower half of the gas generator, including tuyeres 26 evenly spaced around the circumference of the body, connected by a pipe 27 to a blower 28 and a pipe 29 with a source of water vapor pressure of 3 atm. Pipelines 27, 29 are provided with an adjustment valve 30 and an electromagnetic valve 31, respectively.
Внизу газогенератора установлена с возможностью вращения от привода 32 колосниковая решетка 33 с насадкой 34, соединенной трубопроводом 35 с источником подачи водяного пара и с трубопроводом 27 подачи дутьевого воздуха. В днище 36 корпуса газогенератора выполнены два отверстия 37, сообщающие подколосниковую зону с бункерами золы 38, которые через шиберные затворы 39 и скребковый транспортер 40 соединены с контейнером золы 41. At the bottom of the gas generator, a grate 33 with a nozzle 34 connected by a pipeline 35 to a water vapor supply source and to a blast air supply pipe 27 is mounted rotatably from the drive 32. In the bottom 36 of the gas generator housing, two openings 37 are made, communicating to the podkolosnik zone with ash bins 38, which are connected through the gate valves 39 and the scraper conveyor 40 to the ash container 41.
В верхней части газогенератора установлен датчик 42 уровня топлива, функционально связанный с приводом 13 винтового питателя. In the upper part of the gas generator, a fuel level sensor 42 is installed, functionally connected to the drive 13 of the screw feeder.
Трубопровод 2 соединен трубопроводом 43 с трубопроводом 29 подачи водяного пара к фурмам. На трубопроводе 2 установлен клапан-отсекатель 44, а трубопровод 43 выполнен с ответвлением 45. На трубопроводе 43 установлен быстродействующий электромагнитный клапан 46, а на трубопроводе 45 последовательно установлены быстродействующий электромагнитный клапан 47 и разрывная мембрана 48. The pipe 2 is connected by a pipe 43 with a pipe 29 for supplying water vapor to the tuyeres. A shut-off valve 44 is installed on the pipeline 2, and the pipeline 43 is made with a branch 45. A high-speed electromagnetic valve 46 is installed on the pipeline 43, and a high-speed electromagnetic valve 47 and a bursting disc 48 are sequentially installed on the pipeline 45.
На трубопроводе 8 подвода воздуха к горелкам топочной камеры установлены регулировочные задвижки 49, 50. Регулировочные задвижки 30, 49 функционально связаны между собой и с электромагнитными клапанами 31, 47. On the pipeline 8 of the air supply to the burners of the combustion chamber, control valves 49, 50 are installed. The control valves 30, 49 are functionally connected with each other and with the electromagnetic valves 31, 47.
Энерготехнологическая установка с газогенератором работают следующим образом. Power plant with a gas generator work as follows.
Посредством винтового питателя загружают твердым топливом газогенератор, в котором происходит процесс термической переработки топлива в горючий газ, при этом топливо перемещается в камеру сверху вниз, а навстречу ему движется образующийся газ. В процессе опускания топлива оно последовательно проходит зоны подсушки топлива, термического разложения, восстановления, и горения, при этом в первых двух зонах происходит подготовка топлива, включающая его высушивание и термолиз, а в двух последующих - газификация топлива. Для проведения процесса газификации в газогенератор подается через фурмы и колосниковую решетку дутьевой воздух и водяной пар. Поднимающийся из зон горения и восстановления газ, нагревает опускающееся топливо и проводит его термическое разложение (термолиз), сопровождающееся выделением паров смолы, пирогенной влаги, неконденсирующихся горючих и негорючих газов. Поднимаясь далее, газ, включающий летучие продукты газификации и термолиза, подсушивает топливо, что сопровождается выделением водяных паров. By means of a screw feeder, a gas generator is loaded with solid fuel, in which the process of thermal processing of fuel into combustible gas takes place, while the fuel moves into the chamber from top to bottom, and the generated gas moves towards it. In the process of lowering the fuel, it successively passes through the zones of fuel drying, thermal decomposition, recovery, and combustion, while in the first two zones the fuel is prepared, including its drying and thermolysis, and in the next two zones - gasification of fuel. To carry out the gasification process, blast air and water vapor are supplied to the gas generator through the tuyeres and the grate. The gas rising from the combustion and reduction zones heats the descending fuel and conducts its thermal decomposition (thermolysis), accompanied by the release of tar vapor, pyrogenic moisture, non-condensing combustible and non-combustible gases. Rising further, the gas, including the volatile products of gasification and thermolysis, dries the fuel, which is accompanied by the release of water vapor.
В результате при выходе из камеры газификации генераторный газ содержит газы из зоны газификации (CO, H2, CO2, N2), из зоны термолиза (CO2, CO, CH4, CnHn, H2О, пары смол) и пары воды из зоны сушки.As a result, when leaving the gasification chamber, the generator gas contains gases from the gasification zone (CO, H 2 , CO 2 , N 2 ), from the thermolysis zone (CO 2 , CO, CH 4 , C n H n , H 2 O, resin vapors ) and water vapor from the drying zone.
В процессе работы газогенератора топливо периодически или непрерывно, в зависимости от режима работы, загружается в камеру газификации, при этом для равномерного распределения топлива по сечению камеры, верхний слой его постоянно разравнивается ворошителем. Камера газификации находится под избыточным давлением 200 мм вод.ст. During the operation of the gas generator, the fuel is periodically or continuously, depending on the operating mode, loaded into the gasification chamber, and for uniform distribution of fuel over the chamber section, its top layer is constantly leveled by the agitator. The gasification chamber is under an overpressure of 200 mm water column.
Выполнение части винтового питателя с переменным, уменьшающимся к выходному отверстию питателя диаметром, обеспечивает создание на выходе питателя пробки из топлива, достаточной для предотвращения утечки генераторного газа через узел загрузки топлива. В то же время принятые величины соотношений шага витков с их диаметром и транспортных площадей входа и выхода напорной части питателя позволяют подавать топливо в камеру газификации не разрушая структуры топлива. The implementation of the part of the screw feeder with a variable decreasing diameter to the outlet of the feeder ensures the creation of a fuel plug at the output of the feeder, sufficient to prevent leakage of the generator gas through the fuel loading unit. At the same time, the accepted values of the ratio of the pitch of the turns with their diameter and the transport areas of the inlet and outlet of the pressure part of the feeder allow fuel to be supplied to the gasification chamber without destroying the fuel structure.
Устойчивый и равномерный, без зависания сход топлива из бункера в питатель обеспечивается выполнением бункера в форме лотка с разнесенными в вертикальной плоскости входным и выходным отверстиями и наклоном стенки бункера, расположенной под входным отверстием, на 3-5o превышающем угол естественного схода топлива (например, для лузги подсолнечника угол естественного схода топлива составляет 46o).Stable and uniform, without hovering, the flow of fuel from the hopper to the feeder is ensured by the execution of the hopper in the form of a tray with inlet and outlet openings spaced apart in a vertical plane and the inclination of the wall of the hopper located under the inlet is 3-5 ° greater than the angle of natural fuel gathering (for example, for husks of sunflower, the angle of the natural gathering of fuel is 46 o ).
Для того, чтобы вместе с генераторным газом в трубопровод 2 через отверстие в патрубке 11 не выбрасывались частицы топлива, высота свободной зоны в камере газификации между уровнем топлива и отверстием в патрубке выбрана из расчета высоты выброса частиц из слоя топлива под воздействием выходящего вверх из слоя топлива газа, а именно H≥X, где H - высота свободной зоны между уровнем топлива и отверстием в патрубке для выхода генераторного газа, X - максимальная высота выброса частиц топлива из его слоя под воздействием генераторного газа
где 
W - средняя скорость газа над слоем топлива, м/с;
Wтн - начальная скорость частиц, м/с;
q - ускорение силы тяжести, м/с2;
γ - плотность газа, кг/м3;
ν - кинематическая вязкость газа, м2/с;
γT - кажущаяся плотность частиц, кг/м3;
dт - диаметр частиц, м.In order to prevent fuel particles from being emitted into the pipeline 2 through the hole in the pipe 11 together with the generator gas, the height of the free zone in the gasification chamber between the fuel level and the hole in the pipe is selected based on the height of the particles ejected from the fuel layer under the influence of the fuel escaping upward gas, namely H≥X, where H is the height of the free zone between the fuel level and the hole in the nozzle for the outlet of the generator gas, X is the maximum height of the ejection of fuel particles from its layer under the influence of the generator gas
Where
W is the average gas velocity above the fuel layer, m / s;
W tn - initial particle velocity, m / s;
q is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
γ — gas density, kg / m 3 ;
ν is the kinematic viscosity of the gas, m 2 / s;
γ T is the apparent density of particles, kg / m 3 ;
d t - particle diameter, m
При достижении верхнего слоя топлива в камере газификации уровня, при котором высота свободной зоны H становится равной величине X, датчик 42 уровня выдает сигнал на отключение привода питателя, и топливо в камеру газификации перестает поступать. When the upper layer of fuel in the gasification chamber reaches a level at which the height of the free zone H becomes equal to the value X, the level sensor 42 gives a signal to turn off the feeder’s drive, and the fuel ceases to flow into the gasification chamber.
Образующийся генераторный газ через патрубок 11 и трубопровод 2 подается к газовой горелке в топочной камере котла. Различные режимы работы газогенератора и установки в целом регулируются посредством установленных на трубопроводах 27 и 8 регулировочных задвижек 30, 49, изменяющих расход дутьевого воздуха, подаваемого в газогенератор и в топочную камеру котла. При необходимости быстрого отключения газогенератора от котла, открывают запорный электромагнитный клапан 46 и пар подается в трубопровод 2, создавая в нем паровую завесу и отсекая газогенератор от топочной камеры котла. Последующее полное перекрытие трубопровода 2 обеспечивается клапаном-отсекателем 44. В случае отключения питания от энерготехнологической установки, клапаны 31 и 47 обесточиваются, при этом клапан 31 закрывается, а клапан 47 открывается, и в результате скачка давления в трубопроводе 45 происходит разрыв мембраны 48, что обеспечивает создание паровой завесы в трубопроводе 2 на время перекрытия его посредством клапана-отсекателя 44. The generated generator gas through the pipe 11 and the pipe 2 is supplied to the gas burner in the combustion chamber of the boiler. The various operating modes of the gas generator and the installation as a whole are regulated by means of control valves 30, 49 installed on the pipelines 27 and 8, which change the flow rate of blast air supplied to the gas generator and to the boiler combustion chamber. If it is necessary to quickly disconnect the gas generator from the boiler, the shut-off solenoid valve 46 is opened and steam is supplied to the pipe 2, creating a steam curtain in it and cutting off the gas generator from the boiler combustion chamber. The subsequent complete closure of the pipeline 2 is provided by the shutoff valve 44. In the event of a power failure from the power plant, the valves 31 and 47 are de-energized, while the valve 31 closes and the valve 47 opens, and as a result of the pressure surge in the pipeline 45, the membrane 48 ruptures, which provides the creation of a steam curtain in the pipeline 2 at the time of its closure by means of a shut-off valve 44.
Быстродействие электромагнитных клапанов обеспечивает мгновенное заполнение трубопровода 2 паром, что предохраняет установку от возможного хлопка в топке. The speed of the solenoid valves provides instant filling of the pipeline 2 with steam, which prevents the installation from possible popping in the furnace.
Повышение эффективности и безопасности работы энерготехнологической установки обеспечивается также функциональной связью регулировочных задвижек на трубопроводах подачи воздуха в газогенератор и в горелку между собой и с электромагнитными клапанами на трубопроводах подачи водяного пара. Improving the efficiency and safety of the power plant installation is also provided by the functional connection of the control valves on the air supply pipes to the gas generator and the burner with each other and with electromagnetic valves on the water supply pipelines.
Количество вырабатываемого генераторного газа при фиксированных характеристиках топлива и расхода пара в газогенератор полностью определяется расходом воздуха, подаваемого в газогенератор, и регулируется клапаном на воздухопроводе. Например, при газификации лузги подсолнечника подача 1 м3 воздуха приводит к образованию ≈1,8 м3 генераторного газа. Для сжигания этого количества газа необходимо ≈1,8-2 м3 воздуха, которое регулируется клапаном на трубопроводе подачи воздуха в горелку. Данная связь реализуется в энерготехнологической установке исполнительными механизмами и обеспечивает полноту сгорания генераторного газа. При закрытии регулировочных клапанов на воздухопроводах к газогенератору или горелке открывается клапан на трубопроводе подачи пара в трубопровод генераторного газа, что обеспечивает заполнение трубопровода генераторного газа и топочной камеры паром на время срабатывания отсечного клапана на газопроводе. Этим достигается безопасность при остановке энерготехнологической установки.The amount of generated gas with fixed characteristics of the fuel and steam flow into the gas generator is completely determined by the flow rate of air supplied to the gas generator, and is regulated by a valve in the air duct. For example, during gasification of sunflower husks, the supply of 1 m 3 of air leads to the formation of ≈1.8 m 3 of generator gas. To burn this amount of gas, ≈1.8-2 m 3 of air is required, which is regulated by a valve on the air supply to the burner. This connection is implemented in the power technological installation by actuators and ensures the completeness of combustion of the generator gas. When closing the control valves on the air ducts to the gas generator or burner, the valve opens on the steam supply pipeline to the generator gas pipeline, which ensures that the generator gas pipeline and the combustion chamber are filled with steam for the duration of the shut-off valve on the gas pipeline. This ensures safety when the power plant is shut down.
При совместном сжигании генераторного газа с другими видами топлива (мазут, природный газ) горелка генераторного газа располагается под штатными горелками для гарантированного сжигания генераторного газа при снижении его калорийности, например, из-за увеличения влажности перерабатываемого топлива. When co-burning the generator gas with other types of fuel (fuel oil, natural gas), the generator gas burner is located under the standard burners to guarantee the burning of the generator gas while reducing its calorific value, for example, due to an increase in the humidity of the processed fuel.
Применение изобретения позволяет более эффективно использовать процесс термической переработки растительной биомассы в газообразное топливо и обеспечить надежную работу газогенератора в составе энерготехнологической установки. The application of the invention allows more efficient use of the process of thermal processing of plant biomass into gaseous fuel and to ensure reliable operation of the gas generator as part of an energy technological installation.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1154314, C 10 J 3/86.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1154314, C 10 J 3/86.
2. E. Kurkela, P. Stahlberg, P. Simell & J. Leppalahti. Updraft Gasification of Peat and Biomass, Technical Research Centre of Finland, Laboratory of Fuel Processiry Technology, 02150, Espoo, Finland, Biomass 19(1989), p. 37-46. 2. E. Kurkela, P. Stahlberg, P. Simell & J. Leppalahti. Updraft Gasification of Peat and Biomass, Technical Research Center of Finland, Laboratory of Fuel Processiry Technology, 02150, Espoo, Finland, Biomass 19 (1989), p. 37-46.
Claims (4)
где W - средняя скорость газа над слоем топлива, м/с;
Wтн - начальная скорость частиц, м/с;
q - ускорение силы тяжести, м/с2;
γ - плотность газа, кг/м2;
ν - кинематическая вязкость газа, м2/с;
γт- кажущаяся плотность частиц, кг/м3;
dт - диаметр частиц, м.4. A layer-type gas generator containing a sealed housing, a gas outlet pipe and a fuel loading unit located in the upper part of the housing, including a receiving hopper and a screw feeder with a drive, a grate installed in the lower part of the housing, rotatably mounted, a device for unloading and collecting ash, placed under the grate, means for supplying blast air and water vapor to the gas generator, characterized in that the screw feeder is made with a cylindrical intake and conical pressure head parts, the step of the turns in the intake part being 0.8 of the diameter of its turns, the pressure part is made of three turns with a variable smoothly decreasing in the direction of the outlet of the feeder by a step of 0.7, respectively; 0.6 and 0.5 of the diameter of the turns of the intake part, and the ratio of the transport areas of the inlet and outlet of the pressure part of the feeder is 2.3 - 2.5, while the receiving hopper has the shape of a tray with inlet and outlet openings spaced apart in a vertical plane from each other and the hopper wall, located under its inlet, is inclined to the plane of the inlet runner at an angle greater than 3 - 5 o the angle of repose of the fuel, in addition, at the top of the gasifier is in the form of a truncated cone and is provided with a bed level sensor fuel in it, functionally related to the drive of the feed feeder, and the minimum allowable height H of free space in the gas generator between the upper level of the fuel layer and the gas outlet pipe is selected from the condition H ≥ X, where X is the maximum height of the ejection of fuel particles from its layer under the influence of the generator gas determined by the formula
where W is the average gas velocity above the fuel layer, m / s;
W tn - initial particle velocity, m / s;
q is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
γ is the density of the gas, kg / m 2 ;
ν is the kinematic viscosity of the gas, m 2 / s;
γ t - apparent particle density, kg / m 3 ;
d t - particle diameter, m
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108009A RU2123635C1 (en) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108009A RU2123635C1 (en) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2123635C1 true RU2123635C1 (en) | 1998-12-20 |
| RU97108009A RU97108009A (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=20193007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97108009A RU2123635C1 (en) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2123635C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486228C2 (en) * | 2007-10-10 | 2013-06-27 | Лурджи Клин Коул Текнолоджи (Пропрайэтри) Лимитед | Gas generator for pressure gasification of granulated solid fuel |
| RU2555486C2 (en) * | 2013-07-11 | 2015-07-10 | Андрей Владимирович Палицын | Gas-generator |
| RU188334U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-08 | Марк Семенович Солонин | Gasification burner |
| WO2020111974A3 (en) * | 2018-11-29 | 2020-07-23 | Марк СОЛОНИН | Gasifying burner |
| RU2762202C1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-12-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for oil-free steaming of steam and water boilers |
-
1997
- 1997-05-08 RU RU97108009A patent/RU2123635C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2036375 1995. E. KurKela, P.Stahlberg, P.Simell & I.Leppalahti. Updraft Gasification of Peat and Biomass. Technical Research Centre of Tinland, Laboratory of Fuel Processiry Technologi, 02150, Espoo, Finland, Biomass, 19 (1989), p.37 - 46. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486228C2 (en) * | 2007-10-10 | 2013-06-27 | Лурджи Клин Коул Текнолоджи (Пропрайэтри) Лимитед | Gas generator for pressure gasification of granulated solid fuel |
| RU2555486C2 (en) * | 2013-07-11 | 2015-07-10 | Андрей Владимирович Палицын | Gas-generator |
| RU188334U1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-04-08 | Марк Семенович Солонин | Gasification burner |
| WO2020111974A3 (en) * | 2018-11-29 | 2020-07-23 | Марк СОЛОНИН | Gasifying burner |
| RU2762202C1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-12-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for oil-free steaming of steam and water boilers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6485296B1 (en) | Variable moisture biomass gasification heating system and method | |
| CA1160104A (en) | Fluidized-bed process to convert solid wastes to clean energy | |
| EP0513440A2 (en) | Hot gas generation system for producing combustible gases for a burner from particulate solid organic biomass material | |
| CA2530236A1 (en) | High efficiency cyclone gasifying combustion burner to produce thermal energy and devices and method of operation | |
| CN206396129U (en) | A kind of closely knit gasification installation of crushed biomass | |
| CN104981658B (en) | Gasification combustion system | |
| JPS59229107A (en) | Furnace | |
| CN106918039A (en) | A kind of biomass molding fuel solid-phase low-temperature, gas phase high-temp combustion device | |
| RU2123635C1 (en) | Power technological plant with gas generator and gas generator for gasification of organo-containing wastes | |
| AU2008314209B2 (en) | Gas generator for gasifying solid granular fuels by applying pressure | |
| JPS6294705A (en) | Method of controlling bed height by fluidized bed in prime mover and prime mover with bed height controller | |
| CN1013926B (en) | Control of suspension density using radiation source | |
| RU2307864C1 (en) | Installation for gasification of the solid fuel | |
| JP6526499B2 (en) | Burner | |
| JPH0814531A (en) | Supplying device for solid substance to be burnt | |
| CN101967401A (en) | Closed slag-discharging device for biomass gasifier and biomass gasification reaction system | |
| WO2004094568A2 (en) | Pressurized coal gasification fuel distribution, feed, and burner system | |
| JP4209701B2 (en) | Combustible material gasification method and apparatus, and gasification melting system | |
| CN109477009A (en) | A kind of product and method of gas | |
| EP0966635B1 (en) | Plant and method for incineration of industrial and household waste and sludge | |
| RU74918U1 (en) | SOLID FUEL CONVERSION INSTALLATION (OPTIONS) | |
| CN201857373U (en) | Closed slag discharging device for biomass gasifying furnace and biomass gasification reaction system | |
| RU97108009A (en) | ENERGY TECHNOLOGICAL INSTALLATION WITH A GAS GENERATOR AND A GAS GENERATOR FOR GASIFICATION OF ORGANIC CONTAINING WASTE | |
| TWI801433B (en) | An apparatus for fuel gas production and combustion | |
| JP6994211B1 (en) | High temperature gas generator and high temperature gas generation method |